关于码头超深基槽(底标高-54.0m)施工工艺研究

摘要：以福州港松下港区0#、3#泊位工程为例，介绍了超深基槽挖泥施工的工艺流程及质量控制的技术措施。

关键词：超深基槽，施工工艺

1、工程概况

福州港松下港区3#泊位位于长乐市松下镇牛头湾，本工程的建设规模为15万吨级散杂货码头泊位及相应的配套设施，结构型式为直立式码头。码头总长度335.61米，结构型式为重力式沉箱结构。基槽挖泥底标高-45.0m～-54.0m，挖泥总工程量315.26万m³。基槽设计最低底标高为-54.0m，当地最高潮位为+7.0m左右，实际挖泥船作业挖深最深超过60m（含潮水）。据相关资料查证，基槽开挖深度为目前国内最深基槽。

本工程合同造价：人民币329425029.00元（叁亿贰仟玖佰肆拾贰万伍仟零贰拾玖元整），施工总工期590日历天，2009年6月18日开工。

本工程挖泥量大，挖泥施工作业深度深，为目前国内挖泥深度之最，且目前国内尚未有50m以上挖泥深度的施工工艺技术可以借鉴，如何利用现有国内的挖泥船机设备及合理的施工工艺，使得项目得以顺利实施，达到满足工期、降低施工成本的目的，是本项目研究的重点。

2、工程环境

2.1 自然条件

本工程地处外海开敞式海域，受风浪影响较大，并且连接西络岛的防波堤至今未完成合拢，3#泊位施工海域未能受到有限保护，作业条件极差。冬季盛行东北季风，且东北季风的持续时间约为8-9个月；夏季易受热带气旋影响，多年平均热带气旋影响次数为5.4次/年。每年7～9月份为热带气旋多发期，此期间的热带气旋次数约占全年总数的88％。热带气旋风力一般为6～8级，阵风可达9～12级。

2.2 施工条件

根据合同要求，3#泊位水工结构工程工期为590个日历天，包括台风影响等自然条件因素。本工程将跨越两个台风季节和东北季风季节，自然条件影响极大，不确定因素多，工期紧张。由于工程施工现场位于开敞式水域，防波堤工程也正在建设中，自然条件极为恶劣，水上挖泥施工受风、浪、流影响较大，需要在现场施工的各个环节综合考虑各种影响因素，合理安排施工工序，确保工期目标的实现。

3、工程地质

本工程工程地质较为复杂，主要岩土分布为7个大层，13个亚层：

① 灰～灰黄色粉细砂，饱和,松散，部分稍密。该层顶板标高为－6.19（P34）～－17.36(P53)m，厚度为10.2(P49)～3.8(P54)m。实测标贯击数一般为3～10击。

①a 灰色淤泥质粉质粘土，饱和，流塑～软塑。实测标贯击数一般为1～3击。

② 灰～灰黄色粉质粘土，局部呈灰绿色，饱和，可塑，局部可塑偏硬。实测标贯击数一般为6～10击。

②a 灰色含砾粉细砂，饱和，稍密～中密，砂质不纯，颗粒不均匀，主要由粉细砂组成，含中粗砂及砾砂。实测标贯击数一般为12～28击。

②b 灰～灰绿色粘土，饱和，可塑偏软～可塑。实测标贯击数一般为4～7击。

②C 灰色粉质粘土夹粉细砂，局部呈灰绿色，饱和，软塑～可塑。实测标贯击数一般为3～6击。

③a 灰黄～灰色粉质粘土，饱和，可塑偏硬～硬塑。实测标贯击数一般为11～25击。

③b 灰色中粗砂，饱和，中密～密实。实测标贯击数一般为15～32击。

④杂色残积砂质粘性土，以灰黄～灰白色为主，饱和，硬塑。实测标贯击数一般为14～28击。

⑤杂色全风化层，以褐黄色、灰黄色、灰白色为主，湿，密实。实测标贯击数一般为30～50击。

⑥a杂色砂土状强风化岩，以褐黄色、灰黄色、灰白色为主，湿，密实。大部分区域未揭穿。实测标贯击数一般大于50击或远远大于50击。

⑦杂色中等风化岩，以灰黄、青灰色为主，坚硬。厚度未揭穿。

根据设计地质资料持力层的选择分析，④杂色残积砂质粘性土、⑤杂色全风化层工程地质性质较好，在埋深适中，厚度较大区域可作为拟建泊位的持力层。

基槽挖泥标准断面图

4. 挖泥船舶机械组织

本工程基槽挖泥施工于2009年6月18日开始施工，先后进场4组挖泥船，分别为8m³国产抓斗式挖泥船、6m³日本进口SKK抓斗式挖泥船、13m³日本进口SKK抓斗式挖泥船及我公司自有的16m³抓斗式挖泥船（挖泥机组及抓斗为日本进口）。

5. 测量控制

本工程采用实时动态GPS定位法控制挖泥船位，并在码头前沿2#泊位后方现有陆域场地上设立横向标杆来协助定位。挖泥过程的底标高以水砣测深法控制，挖泥区的竣工标高则采用测深仪测深法控制。施工前在岸边不同位置设立多支水尺，以便施工中确定施工水位。

6.施工工艺流程及施工方法

6.1施工工艺

挖泥施工工艺流程图

6.2施工方法

根据现场施工条件及工程地质情况，基槽原泥面至-30.0m左右土层施工难度较小，在考虑降低施工成本的前提下，调遣6m³和8m³抓斗式挖泥船施工船组对整个设计基槽面内进行开挖。小型挖泥船具有下斗开挖速度快、油耗小、占用施工作业面小等优点，且整个基槽全面开挖，可以有效的加快施工进度，缩短基槽挖泥施工工期。

6m³抓斗船（后）与8m³抓斗船（前）组合施工

基槽底标高-30.0m以下土质主要以粘土、中粗砂及残积质粘土为主，土质较为坚硬，且水深较深，小型挖泥船无法继续进行深挖，需及时调遣大型挖泥船进场。根据对船舶施工能力的调查，目前福建省附近海域的国产挖泥船抓斗斗重、斗的材质及抓斗钢丝绳长度均无法满足超深基槽挖泥强度的要求，因此调遣在浙江省海域的13m³日本进口SKK抓斗式挖泥船进场施工，以满足施工要求。

13m³日本进口SKK抓斗式挖泥船

根据现场施工情况，13m³及公司自有的16 m³挖泥船较小型挖泥船下斗及回转速度较慢，但其斗重大、钢丝绳长，挖泥深度较深，土层穿透能力较强，在开挖③a 灰黄～灰色粉质粘土及③b 灰色中粗砂时，施工能力可达到每天10000～12000 m³。

为了保证基床抛石等后续分项工程按时开工及整个工程的流水施工，在基槽底标高开挖至-30.0m左右时，将整个泊位基槽挖泥长度分为两段进行施工，K0+000～K0+180为I施工段，K0+180～K0+370为II施工段。由于③a 灰黄～灰色粉质粘土和③b 灰色中粗砂两种土层在整个泊位的分布及厚度均不稳定，在基槽开挖底标高至-46.0m时基本挖除，此时基槽底土质主要以④杂色残积砂质粘性土。根据设计勘察资料，此种土质可作为持力层，但仍为达到设计基槽底标高要求，因此需继续开挖。由于杂色残积砂质粘性土土质较为坚硬，且深度较深，施工能力每天仅为3000～5000 m³，未经海水长时间浸泡很难开挖。因此在I段基槽开挖至杂色残积砂质粘性土后，暂停施工，并转向II段基槽施工，3～5天后再进行I段基槽施工。

最后当基槽底标高挖至-48.0m～-49.0m时，基本无法继续挖深。经过业主单位、设计单位、监理单位现场取土样及水深测量后，确定该土质满足设计要求并一致同意基槽验收。

基槽验收现场取土样

7. 施工质量控制

7.1挖泥施工过程中应根据土层厚度及土质情况合理控制每层开挖深度，一般不超过2m，施工过程中通过水坨打水控制每层开挖深度，施工中应严格控制超挖。

7.2开挖的边坡不应陡于设计边坡，每边平均超宽应不大于2.5m。

7.3作好施工记录，浚前原泥面测量，施工过程中每周至少一次的过程测量均应提交项目部工程师检查，以便控制开挖边坡及范围。

7.4基槽开挖到设计要求的标高或土质时，由现场工程师提出验收请求，在业主、设计、监理等单位现场及水深扫测验收合格后，在合同约定的时间内提交验收水深图及基槽验收断面图。

7.5基槽开挖的平面位置应满足设计要求，断面尺寸不应小于设计规定。

7.6基槽开挖至设计标高时，应对土质进行核对，槽底土质应满足设计要求。

7.7基槽挖泥验收后应及时进行基床抛石，防止回淤。若回淤的沉积物厚度超过0.3m应予以清除。

8.结语

超深基槽挖泥施工利用现有国内的挖泥船机设备，采用大、小型挖泥船根据不同土质进行合理施工安排，通过在福州港松下港区3#泊位工程中的成功应用，表明该施工工艺能够使得项目顺利实施，并达到满足工期、降低施工成本的目的，为以后深基槽的开挖施工提供了较好的经验借鉴。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。